(57)【要約】 【課題】足の底背屈動作に加えて体重を左右や前後に移す重心移動を併せて訓練することができるものとする。【解決手段】架台２と、架台２に設けられ底背屈方向に動作する左右一対の足置用のステップ３，３と、上記架台２を支える基台１とからなる。上記架台２は基台１に対して、水平方向または水平軸周りの回転方向に可動となるように支持されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台と、架台に設けられ底背屈方向に動作する左右一対の足置用のステップと、上記架台を支える基台とからなり、上記架台は基台に対して、水平方向または水平軸周りの回転方向に可動となるように支持されていることを特徴とする運動補助装置。
【請求項２】
足置用の左右のステップはその底背屈方向動作に前後方向の水平成分をもつ動作をするものであり、架台は上記基台に対して左右の水平方向動作を含む動きを行うものであることを特徴とする請求項１記載の運動補助装置。
【請求項３】
上記架台は、上記ステップの動作に同期した水平方向動作または水平軸周りの回転動作を行うものであることを特徴とする請求項１または２記載の運動補助装置。
【請求項４】
上記ステップの動作と上記架台の動作の少なくとも一方を担う駆動源を備えていることを特徴とする運動補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の脚部の運動を促したり脚部の運動を矯正したりするための運動補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脚部の運動を補助する装置として、種々のものが提案されている。リハビリテーションという観点からは、使用者が自発的に筋力を発揮するのではなく、使用者の身体に外力を与えることで使用者の筋群に伸縮を行わせる他動運動によって運動効果を得る運動補助装置が知られている。
【０００３】
このような運動補助装置において、脚部を対象とし且つ使用者が立位で使用するものとしては、左右の足をそれぞれ載せる一対のステップに底背屈方向の動作を行わせるとともに上記ステップを前後方向に往復駆動することで、ステップが歩行運動を模擬した動きを行うものとし、この左右のステップに足を載せている使用者は、歩行動作を他動運動として行うことになるものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２００８／０４１５５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のものは、足関節の可動域を広げることや、歩行に伴って使用することになる下腿部の筋群を刺激するという点において、きわめて有効である。
【０００６】
一方、歩行訓練を行う場合、殊にリハビリテーション目的の歩行訓練を行う場合、関節可動域の拡大や下腿部の筋群の訓練に加えて、踏み出しに際しての重心移動も重要となる。
【０００７】
つまりは歩行時の足の踏み出しは、身体の前後左右のバランスをいったん崩すことでなされるものであり、上記バランスを崩すための体幹移動を恐怖感なく行うことができるようにならなければ、歩行動作はぎこちないものとなる。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、足の底背屈動作に加えて体重を左右や前後に移す重心移動（体幹移動）を併せて訓練することができる運動補助装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、架台と、架台に設けられ底背屈方向に動作する左右一対の足置用のステップと、上記架台を支える基台とからなり、上記架台は基台に対して、水平方向または水平軸周りの回転方向に可動となるように支持されていることに特徴を有している。
【００１０】
足置用の左右のステップはその底背屈方向動作に前後方向の水平成分をもつ動作をするものであり、架台は上記基台に対して左右の水平方向動作を含む動きを行うものであることが好ましく、更には上記架台は、上記ステップの動作に同期した水平方向動作または水平軸周りの回転動作を行うものであることが好ましい。
【００１１】
上記ステップの動作と上記架台の動作の少なくとも一方を担う駆動源を備えていることも好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、底背屈動作を行うステップが設けられた架台が基台に対して水平方向または水平軸周りの回転方向に可動となるように支持されているために、足の底背屈動作に加えて、前後あるいは左右の体幹移動や体幹の傾きを行わせることができるものであり、歩行動作の訓練としてより好ましいものとなっている。
【００１３】
特に足置用の左右のステップがその底背屈方向動作に前後方向の水平成分をもつ動作を行い、架台は上記基台に対して左右の水平方向動作を含む動きを行うものであると、前後方向と左右方向の体幹移動を共に行うことができるために、歩行動作の訓練に更に好ましい結果を得ることができる。
【００１４】
また上記架台が、上記ステップの動作に同期した水平方向動作または水平軸周りの回転動作を行うものであると、足の底背屈動作と体幹の移動方向とを関連づけて行うことができるために、歩行の訓練において特に好ましい結果を得ることができる。
【００１５】
上記ステップの動作と上記架台の動作の少なくとも一方を担う駆動源を備えたものとすれば、いわゆる他動運動として歩行訓練を行うことができるために、自発的な動きが困難な場合においても、有効な運動を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すもので、(a)は平面図、(b)は正面図である。
【図２】(a)は同上の動作時の正面図、(b)は側面図である。
【図３】同上の他例の部分斜視図である。
【図４】他の実施の形態の一例を示すもので、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図５】別の例を示すもので、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図６】更に別の例を示すもので、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図７】他の例を示すもので、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図８】(a)(b)は同上のステップ及び架台の動作説明図である。
【図９】更に他の例を示すもので、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は部分斜視図である。
【図１０】別の実施の形態の一例を示すもので、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図１１】他の例を示す平面図である。
【図１２】(a)は同上の正面図、(b)は同上の側面図である。
【図１３】別の例の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、この運動補助装置は、上面に左右一対のステップ３，３が配されている架台２と、上記架台２内に配設されて上記ステップ３，３の駆動を担う駆動手段４と、架台２を支えている基台１とからなる。
【００１８】
上記ステップ３，３は、使用者の足裏全体を載せることができる寸法のもので、各ステップ３の後端寄りの部分が架台２上に設けた支柱２１に配したほぼ左右方向の軸３０によって支持されて夫々上下に回動自在となっているとともに、各ステップ３の前端側が上記駆動手段４に連結されており、各ステップ３，３は駆動手段４によって上下に回動駆動される。
【００１９】
上記駆動手段４は、架台２上に配されたモータ４０と、該モータ４０の回転がピニオン４１を介して伝達されるギア４２と、ギア４２の周部に各一端が連結され且つ他端が各ステップ３，３に連結された連接棒４３とからなるもので、一方の連接棒４３とギア４２との連結点は、他方の連接棒４３とギア４２との連結点からギア４２の軸回りにおいてほぼ１８０°ずれたところにあるために、モータ４０によるギア４２の回転に伴い、両ステップ３，３はほぼ１８０°ずれた位相で上下に回動する。
【００２０】
このために、ステップ３，３に使用者が足を載せて立っている時、ステップ３，３の上記回動に伴い、使用者は足のつま先側を下げる底屈(plantar flexion)動作と、つま先側を上げる背屈(dorsi flexion)動作とを繰り返し行うことになる。また、左足が底屈を行う時、右足が背屈を、左足が背屈を行う時、右足が底屈を行う。
【００２１】
なお、両ステップ３，３は平行ではなく、ステップ３，３に足を載せた時、つま先側が外側に少し開くように設けられており、この関係で、連接棒４３とギア４２との連結点及び連接棒４３とステップ３との連結点は、夫々自在継手で形成してある。
【００２２】
そして、上記左右一対のステップ３，３や駆動手段４が設置されている上記架台２は、基台１上の支柱１０に設けた前後方向の回転軸２０によって、左右方向中央部が支持されることで、左右方向に回動自在となっている。
【００２３】
このために、上記ステップ３，３に左右の足を載せて立ち、この状態で上記駆動手段４を作動させてステップ３，３を動かすことで、使用者の脚部に対して他動運動を行わせる時、使用者は架台２の左右回動に伴って左右に体幹を傾かせることになる。
【００２４】
すなわち、ステップ３，３に使用者が両足を載せた状態で、一方の足を底屈、他方の足を背屈させると、通常、底屈させた足の方に重心が移るために、左右のバランスが変化し、架台２は回転軸２０を中心に重心が移った方の足側が下がり、他方が上がる。
【００２５】
駆動機構４によるステップ３，３の回動で、底屈させる側と背屈させる側とが入れ替われば、使用者の左右の重心移動で架台２は逆方向に傾く。使用者の足に底屈と背屈とを交互に行わせることができるとともに、この時に生じる使用者の重心の左右移動を利用して、使用者の体幹を左右交互に傾かせることができるものである。
【００２６】
なお、架台２の左右両端と基台１との間には弾性体５，５を配置することで、架台２の左右の傾きがステップ３，３の回動駆動に応じた緩慢な速度で行われるようにしてある。弾性体５は使用者の体重に応じてばね力を調節することができるものが好ましい。弾性体５に代えてダンパーを用いてもよいのはもちろんである。また、架台２を支えることになる支柱１０は、強度の点からすれば、図１及び図２に示すような架台２の前後端に配したものではなく、架台２の左右方向中央部の前後方向全長にわたり支える形態のものが好ましい。
【００２７】
ところで、使用者によっては、底屈させた足側に重心を移動させる動作が困難であったりする場合がある。この点からすれば、架台２の左右方向の揺動（シーソー動）も、動力で行うものとしてもよい。図４はこの場合の一例を示しており、前記駆動手段４におけるピニオン４１と噛み合うドリブンギア４５を設けるとともに、ドリブンギア４５の周部と架台２における回転軸２０から離れた部分とを連接棒４６で連結してある。なお、ステップ３の駆動のためのギア４２と、架台２の駆動のためのドリブンギア４３とは等速で１回転するものとして、右足を載せたステップ３が右足を底屈させる時、架台２の右側（右足が載った側）を下げ、左足を載せたステップ３が左足を底屈させる時、架台２の左側（左足が載った側）を下げるようにしている。
【００２８】
上記ドリブンギア４５は架台２上に配置するが、支柱１０側に設けてもよい。ただし、ドリブンギア４５とピニオン４１との噛み合いが架台２が傾いても保たれるものとしておく。
【００２９】
このように架台２の動きも動力で行う時、左右の足の底屈背屈動作と、体幹を左右に傾ける動作とを確実に同期させることができ、安定したリズミカルな動きを使用者に行わせることができる。
【００３０】
動力による駆動は架台２側だけとし、足を底背屈させるステップ３の回動は、架台２の傾きによる使用者の重心移動によってなされるようにしてもよい。図５はこの場合の一例を示しており、図４に示したものとほぼ同じ構成であるが、ステップ３，３に連接棒４３，４３で連結されたギア４２をピニオン４１と噛み合わずに自由回転するものとしてある。なお、この例におけるギア４２の回転には常に抵抗が加わるようにしておくことが好ましい。
【００３１】
駆動手段４による駆動で架台２の右側が下がる時、両ステップ３，３に足を載せている使用者は右足側に重心を移動させることになるが、架台２の右足側が下がっていることもあって、使用者は右足のつま先を底屈させることで、つまりは右足のつま先側に重心をかけることで安定を保とうとする。架台２の左右の傾きが変われば、逆に左足のつま先側に重心をかけて安定を保とうとする。このために、架台２の左右揺動に伴い、使用者は左右の足に底屈と背屈とを行わせることになる。
【００３２】
図６に他例を示す。基本的構成は図４に示したものとほぼ同じで、駆動手段４によってステップ３，３の駆動を行うと同時に、ピニオン４１の回転がドリブンギア４６を介して伝達されるギア４７の偏心部と架台２とが連接棒４６で連結されている。なお、架台２上のドリブンギア４６から基台１上のギア４７には架台２が左右回動しても動力が伝達されるものとしておく。
【００３３】
ステップ３の動きに同期させた左右揺動を架台２に行わせることができるものであり、また、ここでは架台２側から支柱２２を下方に突出させて支柱２２の下端を回転軸１２によって基台１に連結して架台２を左右回転自在に支持して、架台２を回転自在とする回転軸１２が架台２から下方に離れた位置に設けているために、回転軸１２を中心とした架台２の左右揺動は、先に示した実施例のものよりも左右方向の移動量が大きくなる。このために使用者の体幹の左右移動量を大きくすることができる。
【００３４】
図８に示すものは、図７に示したものに更にステップ３，３の前後動が加わるようにしたもので、ステップ３から突出させたアーム３３の先端を支柱２１に回転軸３０で取り付けている。回転軸３０を中心にステップ３が回動する時、ステップ３は前後にも移動する。このステップ３の前後動は、つま先側が下がる時、前方に移動し、つま先側が上がる時、後方に移動する。歩行にとって重要な左右の体幹移動と前後の体幹移動の双方を行わせることができるものである。
【００３５】
なお、架台２の左右の動きと、ステップ３の前後の動きとは同期して行われるものであり、また、前述のように架台２はつま先側が下がるステップ３が設けられている側が下がりつつ基台１の左右方向中心から離れる方向に移動するようにしていることから、架台２の左右の動きとステップ３の前後の動きとの合成は、図８(a)に示すように、Ｖ字形の軌道となる。
【００３６】
しかし、ギア４７における連接棒４６の連結点が１８０°異なっておれば、架台２はつま先側が上がるステップ３が設けられている側が下がりつつ基台１の左右方向中心から離れる方向に移動することになり、架台２の左右の動きとステップ３の前後の動きとの合成が、図８(b)に示すように、ハ字形の軌道となる。このために、ギア４７における上記連結棒４６の連結点を１８０°異なる位置に変更できるようにしておけば、図８(a)(b)に示す２つの動きを選択的に行わせることができることになる。ちなみに図８(a)に示す動きは、歩行の蹴り出しや接地の動作を模擬するものとなり、図８(b)に示す動きは、スケートでの蹴り出し様のトレーニングとなる。
【００３７】
図９に別の実施例を示す。架台２とステップ３及び駆動手段４におけるステップ３の駆動部分については図７に示したものと同じである。しかし、基台１に対して架台２はリニアガイド６によって左右にスライド自在に配してある。また、基台１の左右に夫々配したリニアガイド６は、左側と右側が共に外側方が下がる勾配を持つものとしてある。
【００３８】
左右のステップ３，３に載せた足のうちの一方に重心を移せば、左右のリニアガイド６のうちの上記重心に近い側のリニアスライド６には、上記勾配のために架台２を外側方へスライドさせる力が発生し、架台２はその方向に移動する。逆の足に重心を移せば、架台２も逆方向にスライドする。
【００３９】
左右のステップ３，３に回動を（本例ではステップ３の前後動も）行わせたことでステップ３上に立つ使用者の重心移動が起これば、架台２の左右移動もなされるものである。この左右移動に際し、図中の弾性体５は、架台２を基台１の左右方向中央に保つように働く。弾性体５は必須のものではなく、無くてもよい。
【００４０】
なお、本例では架台２がスライド動作に伴ってわずかに傾くものであり、この傾きを許すために、リニアガイド６における架台２との連結は回転軸６０を介して行っている。リニアガイド６に代えて、図９(c)に示すように、傾斜面６１をローラ６２が転動する構成としてもよい。
【００４１】
図１０は架台２の水平スライド移動を駆動手段４によって行うようにしたものを示している。駆動手段４のピニオン４１の回転は、ギア４２を介してステップ３，３を駆動するほか、ドリブンギア４５及びギア４７と連接棒４６を介して架台２を左右に水平スライド移動させる。左右スライド移動に伴って架台２が傾きを持つようにするために、リニアガイド６を図９に示す傾きを持つものとしてもよい。リニアガイド６に代えてローラを用いてもよいのも同様である。
【００４２】
架台２が左右に移動したり左右方向に傾くものを示したが、このほか、図１１及び図１２に示すように、架台２の中央１点を球ジョイント８で受けることにより、前後左右に架台２が傾くようにしてもよい。架台２は、使用者２の重心が球ジョイント８から見てどちらにあるかによって傾く方向を変化させるものであり、このために使用者は足の底背屈動作に加えて、重心がどの位置にあるかを架台２の傾き方向から容易に認識することができ、前後左右方向への重心のかけ方の訓練に好適に用いることができる。
【００４３】
架台２に前後左右の自在な傾きを許す構成は、球ジョイント８ではなく、図１３に示すように、基台１と架台２との間の空間全体にフォーム材からなる弾性体５を配置することによっても得ることができる。コイルばねなどからなる弾性体５を上記空間に並べるようにしてもよい。図中５０は基台１の下面に配した弾性材であり、接地面に凹凸があっても安定させることができる。
【００４４】
ステップ３の駆動に加えて架台２もモータ４０にて駆動する場合、上述の例では両者を同期させているが、この同期は位相を少しずらせておいてもよい。また、架台２が１往復する間にステップ３が２往復するようにしてもよく、ステップ３の動きと架台２の動きとは上記の例で示したものに限定されるものではない。
【００４５】
ドリブンギア４５やギア４７等のギア類で且つ回転軸方向を変換しているものは、たとえばベベルギアなどで形成されるのであるが、図ではこの点を反映させていない。またギア４７に一端を連結した連接棒４６の他端を基台１に連結する場合は、ギア４７を架台２側に配置することができることから、どのように駆動するかについても上記実施例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４６】
１  基台
２  架台
３  ステップ
４  駆動手段
５  弾性体
【図１】
2013081490.tif 000003
【図２】
2013081490.tif 000004
【図３】
2013081490.tif 000005
【図４】
2013081490.tif 000006
【図５】
2013081490.tif 000007
【図６】
2013081490.tif 000008
【図７】
2013081490.tif 000009
【図８】
2013081490.tif 000010
【図９】
2013081490.tif 000011
【図１０】
2013081490.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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